Aérodynamique de l’aile Chapitre Aérodynamique de l’aile

4.1) Géométrie de l’aile : nomenclature Aile réelle Aile de référence

Aile à envergure finie: paramètres géométriques : corde géométrique moyenne b : l’envergure AR: l’allongement

- Corde aérodynamique moyenne MAC Pour une aile trapézoïdale:

La flèche du bord d’attaque

Incidence de l’aile : L’angle entre l’axe du fuselage et l’axe de la corde à l’emplanture L’incidence est choisie pour minimiser la traînée durant la croisière. Lorsque l’aile est à son angle d’attaque correct, le fuselage se trouve à l’angle d’attaque pour la traînée minimale. Pour un fuselage typique de forme circulaire, le fuselage se trouve à quelques degrés d’inclinaison vers le haut pour qu’il contribue à la portance. L’incidence est déterminée par les études en soufflerie, en première estimation, on peut prendre de 1o à 2o.

L’aile peut avoir une vrille (twist) lorsque l’angle d’attaque varie L’aile peut avoir une vrille (twist) lorsque l’angle d’attaque varie. Utilisée pour prévenir le décrochage du bout de l’aile et pour s’approcher de la distribution elliptique. Une aile ayant un twist négatif a tendance à décrocher à partir de la racine, ce qui améliore le contrôle durant le décrochage. Oo < Twist < 5o. On peut créer une vrille aérodynamique en changeant la forme du profile le long de l’envergure: en général un profil épais est utilisé à l’emplanture et un profil plus mince pour la portion proche des bouts.

- Vortex des bouts d’aile

Forces aérodynamiques : -Portance: perpendiculaire à la direction de la vitesse - Traînée: parallèle à la direction de la vitesse - Moment

Portance de l’aile vs du profil et Portance de l’aile vs du profil

Le poids W augmente aussi proportionnellement à L’angle du décrochage décroît avec AR.

4.2 )La portance de l’aile La distribution de la pression varie le long de l’envergure, due à l’inhabilité de l’aile à supporter une différence de pression aux bouts. Donc, la portance par unité d’envergure décroît vers les bouts. On peut influencer sur cette distribution par la vrille, le changement du profil et le ‘taper’. Au mieux elle serait de forme elliptique (en subsonique). Dans ce cas le ‘downwash’ est constant.

Conséquences: - l’angle d’attaque effectif est réduit, surtout près des bouts - augmentation de la traînée: traînée induite par la portance!

4.3)Trainée induite En incompressible, la théorie prédit que pour une distribution elliptique la portance s’incline d’un angle: Ce qui donne une force induite due à la portance alors Pour toute autre distribution, on définit le facteur d’efficacité e de l’ envergure

La traînée en incompressible est donc: Traînée totale = traînée du profile + traînée induite

4.4) Calcul de la portance de l’aile Pour une aile à distribution de portance elliptique (angle d’attaque et downwash constant) on a: or Il vient donc Finalement

Pour une aile d’envergure finie: En compressible: Considérations de design: En subsonique, utiliser un AR élevé ( 4 < AR < 7). Plus AR est élevé plus de poids…l’aile doit être plus solide. e a une influence mais de moindre importance que AR

Estimation de Clmax: difficile et important!! Selon les contraintes au décollage et à l’atterrissage on a une estimation utile de la portance!

En supersonique, i.e.